Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Физико-механические свойства почв Молдовы

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Физико-механические свойства почв Молдовы"

ЗАПАДНОЕ РЕГИОНАЛЬНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ВАСХНИЛ

Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии

На правах рукописи

АНДРИУКА ВАЛЕНТИНА ПАВЛОВНА

УДК 631.43(478.9)

ФИЗИКО - МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ МОЛДОВЫ

Специальность 06. 01.03 -Агропзчвоведение и агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Минск-1990

Работа выполнена на кафедре почвоведения и агрохимии Молдавского ордена Трудового Красного Знамени государственного университета им. В- И. Ленина и на кафедре почвоведения Кишиневского ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственного института им. U. В. Фрунзе.

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор Грати В. П.,

«лен корреспондент АН МССР, доктор биологических наук, профессор Унгурян В. Г. Официальные опоненты: доктор биологических наук Афанасьев Н.И., кандидат биологических наук Николаев Ю.П.

Ведущее учреждение - Украинский НИИ почвоведения и агрохимии им. А. Н. Соколовского. Защита диссертации состоится п J О* &/С 1990 года

в п/{3 и часов на заседании специализированного совета

Д.122.21.01 при Белорусском научно-исследовательском институте

О

почвоведения и агрохимии (220108, г. Минск, ул. Каэинца, 62, зал заседаний).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белорусского научно-исследовательского института почвоведения и агрохимии. Автореферат разослан Шг&М-С/и* 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета, п

кандидат сельскохозяйственных наук л / ,—-JLM. Стефанькина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Решение продовольственной проблемы связано с комплексом мер по повышению плодородия почв, созданию условий устойчивого ведения сельского хозяйства, рациональному использованию земель. Значительно возросшая в последнее десятиле -тие масса почвообрабатывающие машин, их многочисленные проходы по полю вызывают чрезмерное уплотнение почвы, которое приводит к изменению ряда её важнейших характеристик: ухудщуются водно-воздушные режимы и условия минерального питания растений, усиливается эрозия, засоренность посевов, и* зараженность вредителями и бактериями и др. В связи с этим происходит снижение как эффективного, так и потенциального плодородия почв (Макаров, Опенышев, Сугпобов, 1987; Черепанов, Чудиновских, 1987 и др.).

Согласно данным Молдавского НШ почвоведения и aгpovимии, при существующих в республике технологиям возделывания сельскохозяйственных культур уплотнению ходовыми системами подвергается 60-85$ площади попей до уборки и до 9Ь% во время уборки урожая. При этом значительная площадь (до 40,5) испытывает в течение года трехкратное уплотнение (Унгурян, 1981).

Проводимые в настоящее время мероприятия по борьбе с переуплотнением почв позволяют в некоторой степени уменьшить негативное влияние техники на почву, но на перспективу следует создавать новые сельскохозяйственные машины. Последнее возможно осуществить, только зная исходные параметры физико-механических свойств почв различных регионов.

На необходимость изучения физико-механических свойств почв, в целях глубокого знания механизмов и закономерностей,регулирующих плодородие»указывают в своих работах ряд авторов: П.У.Бахтин (1961, 1968,1975), А.Г. Бондарев (1981), И.С. Рабочей, П.У.Бахтин, А.Г.Бон-царев (1983), В.А.Ковда (1987) и др. На последних съездах ьсесоюз-ного общества почвоведов (1981,1985,1989 г.г.). Подкомиссия по фи-зико-механике и технологии почв отмечала необходимость расширения исследовательски* работ в этой области.

Анализ литературы подтверждает ограниченность работ по исследованию физико-механических свойств почв Европейской части СССР. 1очти отсутствуют исследования по почвам Молдавии. Ь неинигочиолон--шх работах (Шестпков, 1964; Кердивпренко, 19(38; Гахтин,19&>; лР"-*ук,1983) приводятся разрозненные данные по !}нзика-м<1»пнич<:ским

свойствам лишь отдельны* типов почв региона.

кель л дадв.чи _и_ссдедованидЦель работы заключалась в комплексном изучении физико-механических свойств основных почв Молдавии. В связи с этим были поставлены следующие задачи:

- дать характеристику физико-механических свойств основных почв Молдавии;

- провести сравнительный анализ исследованных почв по физико-механическим показателям;

- установить корреляционные зависимости некоторых физико-механических свойств от других почвенных показателей;

- разработать оценочные шкалы и агропроизводственную группировку почв Молдавии по некоторым физико-механическим свойствам.

Ь^ч^ад^н о виз, на ^и ^прад тич е с к ая^це н н о с ть Впервые проведено комплексное изучение физико-механических свойств основных почв Молдавии.

Установлены закономерности изменения некоторых физико-механических свойств (пластичности, липкости, набухания и усад-. ки, твердости) в почвах Молдавии.

Составлены оценочные шкалы и группировки почв республики по пластичности, липкости, показателям набухания и усадки.

Полученные материалы позволяют глубже вскрыть генетические особенности исследованных почв, а также наметить пути оптимизации их обработки. Исследования восполняют пробел в комплексной характеристике механики почв Молдавии, могут быть использованы при бонитировке почв и их технологической паспортизации. Результаты исследований переданы в Министерство сельского хозяйства ССР Молдова.

Проведенные исследования позволяют сформулировать следующие дополнения _кр_товые №Носятся на защиту;

1. Фиэико-ыеханическиесвойства почв определяются гранулометрическим составом и особенностями иг генезиса.

2. Меиду физико-механическими свойствами и содержанием в почве физической глины, ила и гумуса, показателями максимальной гигроскопичностью и максимально-молекулярной влагоемкостью существуют положительные корреляционные зависимости.

3. Разработаны региональные оценочные шкалы и группировки почв по физико-механическим свойствам.

4. Черноземы Молдавии обладают низкой способностью противостоять деформативным воздействиям.

ЬВШ^ЗИШЛЗйЗЗ^.' Результаты и основные положения диссертации были доложены на: УН (г.Ташкент, 1985 г.) и У1Х1 (г.Но -восибирск, 1989 г.) делегатских съезда* Всесоюзного общества почвоведов; Всесоюзном координационном совещании "Антропогенная и ествественная эволюция почв и почвенного покрова" (Ю-12 января 1989 г., г.Пущине); научны*- конференциях "Черноземы Молдавии и пути иу рационального использования (г.Кишинёв, 1983 г.) и "Мелиорация и химизация земледелия Молдавии" (г.Кишинев, 1988 г.); республиканских научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов "Молодежь - наука - производство" (Кисинев, 1985, 1986 г.г.); на годичных научны* конференциях Молдавского Государственного университета им.В.И.Ленина (1985,1986 г.г.).

Публикации:, по результатам исследований ппубликовано 9 статей.

Объем и структура, диссертации.. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, иллюстрирована 89 таблицами и 13 рисунками; состоит из введения, трех глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы, включавший ITS источника, в том числе 12 на иностранных языках и 37 приложений. Общий объем работы 298 с.

Объекты и нетоднка _исследопаний.1 Объектами исследования послужили наиболее распространенные и характерные типы и подтипы почв Молдавии:

- чернозем карбонатный среднеыощный малогумусный тяхелосуг-линистый иловато-крупнопылеватый на тяжелом суглинке;

- чернозем обыкновенный мощный малогумусный суглинистый иловато-крупнопылеватый на суглинке (по единой классификационной шкале почв по гранулометрическому составу почва тяжелосуглинистая);

- чернозем типичный мощный малогумусный тяжелосуглистый иловато-крупнопылеватый на легкой глине;

- чернозем выщелоченный' мощный малогумусный тлделосуглии;!? тый иловато-крупнопылеватый на тяжелой суглинко;

- чернозем слитой мощный малогумусный легкоглинистый крупнопывеватый-иловатый на легкой глине;

- бурая лесная слабоненасыщенная маломощная малогуыусная яегкосугпинистая крупнопылеватая-ыелкопесчаная на связанном песке;

- серая лесная мощная малогумусная тяжелосуглинистая иловато-крупнопылеватая на тяжелом суглинке;

- солонец лугово-черноземный сояончаковатый сульфатно-содовый малонатриевый глинистый иловато-крупнопылеватый на глине.

Химические показатели определены общепринятыми методами: гумус общий - по И.Ь.1Ьрину в модификации Симакова; рН (водное и солевое) - потенциометром; гидролитическая кислотность - по Каппену; общие карбонаты,- кальциметром; обменные основания (Са^гМа'*) - комллексонометрическим; поглощенный сЛ/а?- пламенно-фотометрическим; содержание водно-растворимы* веществ-ыетодоы водной вытяжки - по К.Г.Гедройцу. Физические и водно-физические свойства изучались следующими методами: влажность, • гигроскопическая влага - термостатно-весовым; удельный вес -гидростатическим взвешиванием в керосине; плотность сложения -по Н.А.Качинскому; гранулометрический состав - по Н.А.Качинско-му, пипеточным методом с предварительной обработкой почвы пиро-фосфата натрия; микроэгрегатный состав - по Н.А.Качинскому в модификации Астапова; фактор дисперсности по Н.А.Качинскому и общая порозность - расчетными методами; максимальная гигроскопичность (МГ). - по А.Б.Николаеву; максимально-молекулярная вла-гоемкость (ЫМВ) - по А.Ф.Лебедеву; влажность разрыва капиллярной связи (БРК) - по В.Б.Мицкевичу; влаиность завядания (ВЗ) - методом вегетационных миниатюр.

Физико-механические свойства изучены следующими методами: верхний предел пластичности - по А.М.Васильеву; нинний предел пластичности - по И.С.Федорову, число пластичности - расчетным методом; липкость - по Н.А.Качинскому; набухание - по А.М.Васильеву; усадка - методом, описанным А.Ф.ВадюшшоЙ, 3.А.Корчаги -ной (1973); твердость - твердомерами Голубева и Алексеева; со -противление сдвигу - прибором И.М.Яитвинова П ЮС. Математи -ческую обработку проводили по методике, описанной Б.А.Доспехо -вым (1979), Е.А.Дмитриевым (1972), Н.А.Плохинским (1967).

В работе использованы методы математической статистики: определение статистических показателей выборочной совокупности, корреляционно-регрессионный анализ для расчета парных зависимостей и подбор функций, проведенные на СМ-1600 ¿Ц КСХИ, ис -пользуемая система РАФОС-2.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ ПО ФИЗШ0-ЖАНИЧЕСКЙЛ1 СВОЙСТВАМ

ПЛАСТИЧНОСТЬ. Проведенные исследования показали, что границы и число пластичности тесно связаны с генетическими особенностями почв. Границы пластичности черноземов увеличиваются от карбонатного и обыкновенного к выщелоченному и типичному (таблЛ). Слитой чернозем характеризуется самыми высокими значениями этих параметров.

Полученные НСРд д^ указывают на несущественную разницу между верхней границей пластичности пахотных горизонтов карбонатного и обыкновенного черноземов. Подтипы обыкновенного, типичного, выщелоченного и слитого черноземов существенно отличаются между собой по верхней границе пластичности. Разница нижней границы пластичности пахотные и подпахотные горизонтов чернозема карбонатного и обыкновенного не достоверна, но в свою очередь эти подтипы существенно отличаются от типичного, выщелоченного и спитого. Черноземы типичный и выщелоченный отличаются по нижним границам пластичности от спитого чернозема. Представленные ре -зупьтаты показывают, что подтип чернозема больше влияет на верхнюю границу пластичности (сила влияния - и несколько слабее на нижнюю (44£). Для черноземов с равномерным гранулометрическим составом почвенного профиля наблюдается тенденция к уменьшению границ пластичности нижней части, что связано с убыванием количества гумуса, в черноземах верхняя граница пластичности тесно коррелирует с содержанием физической глины №-0,7/), ила (К«О,об) и несколько меньше, на уровне средней зависимости, с содержанием гумуса (Я »0,64). Между верхней границей пластичности черноаемои и максимальной гигроскопичностью (МГ), а также максимально молекулярной влагоемкостыо (ММи) существуют сильные корреляционные зависимости (^»0,91-0,94).

Для черноземных почв выявлены средние корреляционные пппи-симости нижней граниры пластичности с содержаниям физичсско!! глн-

Таблица I

Граниш и число пластичности генетически* горизонтов почв Молдавии

Почва Верхние границы,^ Нижние границы,$ Число пластичности, % (А+Ь) (сред) Класс пластичности

Апаг" А** В ВС С А+В (сред) Апаг" А*"* В ас. С А+В (сред)

Черноземы:

карбонатный 35,1 36,2 38,7 35,4 32,9 36,7 23,7 23,3 24,7 21,8 19,6 23,9 12,8 II

обыкновен-

ный 36,4 38,4 37,0 . 35,4 31,3 37,2 23,9 23,7 22,2 22,3 19,2 23,3 ' 14,0 II

типичный 40,7 43,6 42,7 42,8 43,2 42,3 25,9 26,4 23,4 23,9 23,6 25,2 17,1 I

выщепоченный39,4 42,7 41,5 40,3 34,3 41,2 23,4 24,3 26,4 25,3 20,2 24,7 16,5 II

слитой 50,1 53,3 52,1 50,0 50,4 51,8 30,7 31,5 27,7 24,9 23,3 30,0 21,9 I

НСР0,95=1' 3 НСР0ос=1,4

Бурая лесная 31,0 28,5 29,6 - - 29,7 20,6 17,9 17,4 - - 18,6 11,1 II

Серая лесная 36,2 37,9 42,5 43,4 37,6 38,9 23,0 22,0 23,2 22,3 19,4 22,7 16,1 II

Солонец лугово-

черноземный 44,7 41,7 41,4 43,4 42,2 42,6 26,3 22,2 20,6 20,8 20,0 22,4 19,6 I

" Для черноземов и серой лесной почвы - горизонт Апат., для бурой лесной - гумусо-аккумулятивный, для солонца лугово-черноземного - надсолонцовый горизонт.

Для черноземов - подпауотный горизонт, для лесны* почв Ат А2, для солонца лугово-черноземного - солонцовый горизонт.

ны (Я»0,53) и ила (А»0,66) и сильная корреляция с содержанием гумуса (¡1-0,78), МГ и ММВ (Ю,73), Следует отматить, что в черноземах наибольшее влияние на нижнюю границу пластичности ока -зывает гумус, что имеет важное значение при. ьыборв сроков обработки.

Пластичность лесных почв Молдавии несколько отличается от черноэеуов. Здесь границы и число пластичности этра*агт морфологическую выраженность генетически* горизонтов. Наибольшая профильная дифференциация по пластичности отмечается в серой лесной почве. Данные нижни* границ пластичности показывают, что на серой лесной почве и не вшелоченном черноземе физическая спелость наступает примерно одновременно. Для бурой лесной почвы *арактерны самые низкие показатели пластичности, по сравнению с другими почвами, что, в определенной степени, евчуано с более легким гранулометрическим составом и концентрацией основной массы органического вещества в поверхностном 10-15 - сантиметровом слое, й лесны* почва* выявлены положительные сильные корреляционные зивисимости мседу пластичностью и грануломитри -ческим составом (Я-0,В2-0,92), гумусом (А-0,1*7-0,95), ЫГ и ШВ (К «0,9 3-0,93). Исследования показали, чго солонец пугово-черно-земный не отличается по границам пластичности от вышерпссчот-реиных черноземов, кроме гпитого. Наличие поглопенного натрия приводит к уменьшению чижней границы пластичности. На основе полученных данны* и и* статистического анализа раз работала оценочная школа и выявлено пять уровней каждого прианака пластичности (табл.2).

Таблица 2

Оценочная шкала пластичности почв Молдавии («-182)

Уровень признака } Интервалы пластичности

Верхняя граница Инанял границ*

Очень низкая

¿30 30-2Г/ 37—34 44-51 >51

¿1? 17-21 21-25 25-»

Низкая

Средняя

шеокая

Очень (шеокпя

Разница между средними величинами как верхней, так и нихней границы пластичности в смежны* группа» статистически достоверна и превышает ИСРу которая составила 1,3-1,436.

Почвы Молдавии по верхней границе пластичности пахотных горизонтов объединяется в три группы. В первую группу с очень низкими и низкими показателями (31,0-36,435) вошли черноземы карбокитныЯ и обыкновенный, а также бурая и серая лесные почвы. Во вторую группу почв со средними показателями (ЭЭ,4-40,7^) вошли черноземы типичный и выщелоченный К группе почв с высокими показателями (44,7-50,13?) относятся чернозем слитой и солонец логово-черноземный. Группировка почв по нижней границе пластичности отличается тем, что в первую группу с очень низкими и низкими показателями (20,6%) вводит бурая лесная почва, во вторую -со средними показателями (23,0-23,9$) - черноземы карбонатный, обыкновенный, выщелоченный и серая лесная почва, а в третью группу - с высокими и очень высокими параметрами (25,9-30,7$) - черноземы типичный и спитой, а также солонец лугово-черноземный.

ЛШКОСЛЪ. Проведенные исследования выявили, что по липкости почвы Молдавии довольно разнообразны: максимальные показатели липкости черноземов и лесных почв в широком диапазоне увлажнения (0,7-1,4 НВ) не превышают 5 г/см^, в то время как липкость слитого чернозема и солонца лугово-черноземного достигает 7,9-21 г/см2. Черноземы Молдавии обладают низкой прилипаемостью (1-5 г/см*Ь ,что обусловлено и* хорошей оструктуренностыо, умеренным содержанием, гумуса, относительно высоким содержанием пылеваты* фракций, близкой к нейтральной реакции почвенного раствора. В исследованные чернозема* влажность начальных точек прилипания совпадает или очень близка с нижними границами пластичности. Слитой чернозем начинает прилипать при влажности ниже на 7% нижней границы пластичности. Как для серых, так и для буры* лесных почв, следует отметить Невысокую липкость (0,5-4,6 г/см*Ь при увлажнении слоя Я-50 см и четкуо дифференциацию генетически* горизонтов пс в'*рму показателю. Липкость бурой лесной почвы по сравнению с серой лесной меньше» что объясняется более легким гранулометрический составом первой почвы.

Липкость солонца пугово-чернозекчого сильно отличачтея от вшбрассмотрАнних почв. В йербублакненном Состоянии липкость со- -

понца в 4-5 рг*з превншает липкость черноземов карбонатного, обыкновенного, типичного и выщелоченного и в 3 раза-максимяльную липкость слитого.

шявлена сильная корреляционная зависимость липкости от влажности для па*отны* и подпахотнь.' горизонтов черноземов вместе взяты» (Я«Э,В0), за исключением слитого, которая выражается уравнением параболы. Исследования липкости почв Молдпг.ии в интервале влажности 0,7-1,4 НБ (15,4-4*.,й%) позволили выработать их оценочную шкапу (табл.З).

Таблица 3

Оценочная шкапа липкости почв Молдавии при влажности близкой к Нв (п.»1Ь90)

Уровень признака Пределы липкости

г/см^ кПа

Очень низкая 0-2 0-0,2

Низкая 2-4 0,2-0,-1

Средняя 4-6 0,4-0,6

Высокая 6-6 0,6-0,в •

Очень высокая >6 >0,а

НАБУТАНИЕ И УСД^»Л. Выявлено, что почвы Молдчвии характеризуются неодинаковой набууаемостью и усадкой (табл.4), что свидетельствует о связя» эти* параметров с генезисом почв. Степень набухания пахотных горизонтов карбонатное, обыкновенного, типичного и выщелоченного черноземов невысокая и составляет 23,6 -- 26,4,3, что на 7-9;? меньше, чем в слитом черноземе, для которого характерны высокие показатели как степени, так и влажности набухания. По усредненным данный степени набухания пехотных н подпахотных горизонтов (А*В) исследованные черноземы» кроме спитого, существенно не отличаются (23,0-24,при НСРд д^-2,8%) ,но, в свою очередь, вышерассмотренные яочеы суиественно отпичпются от спитого чернозема и солонца пугово-черноземного,

иоргщтна» невысокое содержание гумуса, близкий минералогический состав черноземов, их генезис привели к незначительным колебаниям набу~8е.«ости по подтипам. Уменьшение содержания гидро-

фильных коллоидов вглубь почны, б состав которых входит органическое вещество, обуславливает разделение профиля черноземов на два яруса. Ь лесны* почвах, по сравнению с черноземами, отмечается более высокая вариабильность набухания по генетическим горизонтам. Из все* исследовании* почв максимально набухает солонец пугово-черноземный.

Установлено, что все исследованные почвы сильнее набухают за первые Ь минут, а за первые 30 минут от момента соприкосновения почвы с водой достигают соетсянил полного набухания. Полное набухание солонцов происходит аа 6-7 суток, в 2-3 раза мед-лечер, чем в черноземах. Кривые кинетики набууания солонца лу -гово-черноземного качественно отличаются от кривы* кинетики набууания черноземов и лесны-*: почв.

Результаты показывают, что линейная усадка варьируется в исследованных почвах в предела* 7,5-17,0$, объемная изменяется от 16,6 до 42,7$, а влажность усадки составляет 9,8-24,0^. (та<5л.4). Все подтипы чернозема, кроме слитого, характеризуются невысокими показателями линейной и объемной усадки. Ь черноземах линейная усадка изменяется по профилю в пределах 9,0-14,0%, объемная от 20,3 до 37,1%, влагность усадки составляет II,б -- 19,5$. Максимальные показатели как линейной (7,0$), так и объемной усадки (42,7%) характерны спитому чернозему. Здесь по сравнению с другими подтипами чернозема, влажность усадки минимальна (9,8#). В песныг почва* наблюдается существенное увеличение усадки в средней части профиля, особенно в серой лесной, что объясняется накоплением тонкодисперсны* частиц в иллювиальных горизонтау. По показателям усадки солонец дугово-черноземный незначительно отличается от черноземов, за исключением спитого. Выявлено, что мевду степенью и влажностью набухания, линейной, объемной усадкой черноземов существуют сильные корреляционные зависимости с содержанием физической глины и ила (£»0,70-0,94), при»Йм более активное влияние на эти параметры оказывает илистая фракция.

Показатели набухания и усадки почв Молдавии

Таблица 4

Почвы

Степень набухания, %

Линейная усадка,

Влажность усадки, %

Апах

А* ¡В' зс с А+а Апах* ■А" В SC 1 с А+а Апах4 А* а ВС

1 сред 1 сред.

А+Ь сред

I £'4,3 23,7 23,4 18,1 18,Ь 23,6

II 24,2 25,1 19,7 14,2 15,3 23,0

III 26,4 24,9 23,4 23.9 23,6 24,9

1У 23,6 26,3 23,6 20,7 12,6 24,5

У 33,4 37,9 30,9 27,8 36,1 34,1

Л 19,9 23,1 22,4 29,3 21,0 21,8

УН 28,8 13,9 13,7 не набух. 22,1

У III 27,5 31,3 33,7 33,8 40,5 30,6 - ■ НСР0,95^.8

10,6 11,4 12,1 10 ИД 11,4 11,1 10 12,? 13,5 12,9 13 12,3 13,9 14,0 II 15,6 17,0 15,9 15 9,5 12,5 13,7 14 11,0 7,5 8,1 не 13,3 13,0 11,8 II

,2 9,5 11,4 17,7 15,3 18,5 17,5 15,6 17,2 ,2 9,6 11,2 16,5 19,5 17,3 17,3 17,0 IV,Ь ,0 I2J 13,0 15,2 16,3 15,2 15,8 17,7 15,6 ,8 11Д 13,4 12,1 11,5 12,3 14,1 13,1 12,0 ,5 15р 15,2 12,6 9,8 11,4 12,5 13,2 11,3 ,2 12Д 11,9 17,5 14,3 13,2 13,3 14,6 15,0 усад. 8,9 24,0 16,1 12,Ь - - 18,0 ,2 12Р 12,7 14,5 11,7 14,2 15,5 15,6 13,5 _НСР0>д5-2.0

Примечания: I - чернозем карбонатный; II - чернозем обыкновенный; III - чернозем типичный; 1У - чернозем выщелоченный: У - чернозем слитой; У1 - ¿<?рая лесная почва; УН - оурая лесная почва; У1П ^солонец лугово-чернсземный.

- см. табк.1.

Подученные данные позволили разработать оценочную шкалу набухания и усадки почв Молдавии (табл.5).

Таблица Ь

Оценочная шкала набухания и усадки почв Молдавии ш=150)

Уровень Интервалы показателе? , %

признака степень влаж- линей- объем- 1 влаж-

набуха- ность ная ная ность

ния набу- усадка усадка усадки

хания |

Очень низкая ¿13 ¿44 ¿7 ¿19 -4.11

Низкая 13-22 44-52 7-10 19-24 II -15

Средняя 22-31 52-60 10-13 24-29 15 -19

Выоокая 31-40 60-68 13-16 29-34 19 -23

Очень высокая р 40 8 >16 ?34 >23

По степени набухания (по сродним профильным показателям) почвы региона объединяются в 3 группы: почвы с низким уровнем признака (21,8-22,1%) - серые и бурые лесные почвы; почвы со средними показателями (23,0-24,которым относятся черноземы карбонатный, обыкновенный, типичный и выщелоченный; почвы с высокими показателями (30,8-34,1$) - слитой чернозем и солонец лугоьо-черноземный. По линейной усадке исследованные почвы объединяются такие в!группы: в первую входят почвы с низкими показателями (8,9$) - бурые лесные; вторую группу составляют почвы со средними и высокими показателями (II,2-13,4%) - черноземы карбонатный, обыкновенный, типичный, выщелоченный, серал лесная и солонец лугово-черноземный; в третью группу входят почвы с очень высоким уровнем признака (16,2£) - слитые черноземы. Установлено, что по влажности усадки почвы региона объединяются в две 'Группы. Ь первую группу входят почвы с низкими показателями признака (II,3-13,5$) - черноземы выщелоченный и слитой, серая лесная и солонец лугово-черноэемиый. Ьо вторую группу входят почвы со средним уровнем признака (15,6-18,0,ь) -чсфноземы карбонатный, обыкновенный, типичный и бурая лесная почва.

ТйЕЩОСТЬ. Проведенные исследования показали, что твердость почв довольно динамичный параметр и_ изменяется в широки* предела*: от несколько кг/см** до 63 кг/см^ и более, в зависимости от влажности, гранулометрического состава, плотности сложения, генетического горизонта, возделываемой культуры. Для исследовании* почв характерна общая тенденция увеличения твердости вниз по профилю, несмотря на некоторые отклонения, что связано с изменением влажности. Максимальные показатели твердости по генетическим горизонтам отмечены в иллювиальных горизонтах оерых лес-ны* почв. Проведенный двухфакторный дисперсионный анализ показал, что сила влияния подтипа чернозема на твердость невысокая (2-3;$). Исследования твердости несколько раз за вегетационный период показали, что пахотные и подла*отные горизонты чернозема выщелоченного и серой лесной почвы сильно уплотняются в результате применения интенсивны* технологий выращивания сельскохозяйственных культур. На обыкновенном черноземе в серэдинв вегетационного периода кукурузы (при влажности 18^) нижняя часть па*от -ного горизонта была уплотнена по твердости до 28,3 кг/см^, а плотность сложения достигала критических значений 1,57кг/сн"\ Если в ранних фаза* развития растений (6-7. листьев) при влажности несколько меньшей НВ (25-30^) пахотные и подпахотные горизонты чернозема выщелоченного гарактеризовалисьЧблагоприятным ело -аением, то в конце вегетации при влажности 22-2б£ твердость в нижней части пахотного горизонта и в подпахотном горизонте сос -тавила 53,0-60 кг/см*% Такая закономерность отмочена и на серой лесной почве. Проведенные исследования свидетельствуют, что в течение вегетационного периода происходит некоторое уплотнение по твердости пахотных и подпахотных горизонтов. Анализ динамики твердости на выщелочном черноземе под кукурузой показывает, что в результате проведения механизированны* уборочных мероприятий сильно уплотняются па*откые и подпахотные горизонты. Если до уборки кукурузы при влажности почвы 20-25$ твердость выше 63 кг/см отмечалась на глубине 35-40 см, то только при проведении одной механической операции (уборка) такая величина отмечена ближе к поверхности, на глубине 20-25 см. Согласно полученным результатам твердост^ чернозема выщелоченного, занятого люцерной изменяется существенно за осенне-зимний-впсемний пери'а только э слое 0-25 см. На веет исследованных объектах твердость сильно

i' I

зависит от влажности почь. По сравнению с почвами, вовлеченными в сельскохозяйственное производство, твердость бурой лесной почвы под лесом менее изменчива в зависимости от влажности. Следует отметить, что'при высоки* степени* увлажнения солонец лугово-черноземный по твердости существенно не отличается от черноземов. Это характерно и для слитого чернозема. При влажности 18% твердость надсолонцового горизонта солонца лугоно -черноземного превышает 63 kv/cht, в то время кок на чернозема*, при такой влажности, твердость в редких случая* выше 20 кг/см*".

СОПРОТИВЛЕНИЕ СДВИГУ, ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ И СЦЕПШШЕ, СОПРОТИВЛЕНИЕ СЖАТИЮ. Пахотные и подпа*отные горизонты чернозема выщелоченного под люцерной (при влажности 20,5-23,9%) обяа -дают невысоким сопротивлением сдвигу (44-101 кЛа) при все» тре* нормальны* наг рузках (50 Ша, 100 кЛа, 200 кЛа), характеризуются небольшим сцеплением (29-'© rila) и невысоким коэффициентом внутреннего трения (0,23-0,34). Прочностные свойства подпахотных горизонтов, по'сравнению с пахотными, выие. Пахотный горизонт серой лесной почвы под пшеницей, при низкой влажности (11,7-12,6$) имеет высокие показатели сопротивления сдвигу (III кПа при нагрузке 200 кПа). При достаточном увлажнении (24,2-24,7$) сопротивление сдвигу уменьшается и составляет 24-66 кПа. Максимальные показатели сопротивления сдвигу серой лесной почвы отмечены в подпахотных горизонтах (131 кПа) перед уборкой кукурузы, что связано с высокой плотностью сложения (1,46-1,51 г/см3) и невысокой влажностью (17,9%). Коэффициенты внутреннего трения серой лесной почвы невысокие (0,11-0,40), а сцепление не превышает 61 кПа. В сухом состоянии коэффициенты' внутреннего трения в 2 раза больше, чем при достаточном увлажнении. Между сопротивлением сиатив ,и плотностью сложения серой лесной почвы существует средняя корреляционная зависимость (Я.=0,62-0,65), Предельные показатели сопротивления почв сдвигу находятся в тесной зпвиси -мости от влажности почв и плотности сложения как в выщелоченном черноземе, ток И в серой лесной почве. Наибольшие предельные сопротивления сдвигу при всех тре* нормальных нагрузка* были за- , фиксированы при наиболее низких показателях влажности серой лесной пичвм (11,7-12,С^) i; np¡: плотности сложения 1,34 г/см3. Исследования сопротивления еканию вшеппченного чернозема и серой

лесной почвы показали, что прочностные свойства подпахотных горизонтов выше. Очень сильно уплотняется выщелоченный чернозем (на 100£ и больше) по отношению к первоначальной плотности сложения (0,95 г/см3) при влажности 24,6-25,1$. При достижении равновесной плотности деформативные воздействия несколько ослабевают.

АГРОПГОИЗВОДСТВЕНПАЯ ГРУППИРОВКА

Сравнительный анализ почв Молдавии по физико-механическим свойствам показал, что возможно объединение отдельных подтипов черноземов и типов почв с учетом уровня исследованного признака. По оценке показателей пластичности, липкости, набухания и усадки четко выделяются 5 почвенных групп.

Оценка исследованных почв по физико-механическим свойствам может быть объективной, если учесть и остальные почвенные показатели, а также влияние в целом почвенных типов и подтипов на урожайность сельскохозяйственных культур.С учетом бонитета по урожайности и физико-механическим показателям исследованные почвы можно характеризовать следующим образом.

Первая группа - почвы,имеющие в целом благоприятные свойства (балл по свойствам 85-100), низкие и средние физико-механические показатели, дающие наиболее высокие урожаи полевых культур, К этой группе относятся черноземы типичные и выщелоченные (балл по физико-механическим свойствам 98-100).

Вторая группа ~ почвы,имеющие неплохие свойства (с бонитетом 64-66 баллов) и низкие физико-механические. показатели , дающие на 15-25% меньше урожая полевых культур, по сравнению с почвами первой группы. В эту группу включены черноземы карбонатные и обыкновенные (балл по фиэнко-механическим свойствам 87-89).

Третья группа - почвы, имеющие удовлетворительные свойства, с бонитетом 50-54 балла и низкими физико-механическими показателями. Бонитет по урожайности не превышает 75 баллов, по физико-механическим свойствам 84-66 баллов. К ним относятся бурые и серые лесные почвы.

Четвертая группа объединяет почвы, требующие мелиорацию, поскольку они имеют низкий балд как по общим (50), так и по фи-зако-механическим свойствам (75). йода относятся слитые черноземы, которые характеризуются неудовлетворительными физико-мега-ническими показателями. Эти почвы, использованные под полевые культуры, с применением специальной агротехники могут дать удовлетворительные урожаи в умеренно дождливые годи.

ШВОДЫ И ПРВДЛОШШ

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы и предложения по физико-механическим свойствам почв ЮжноЕвропейской части СССР на примере Молдавии.

1. Пластичность исследованных почв тесно связана с их генетическими особенностями, а также с гранулометрическим составом. Установлено, что пластичность черноземов Молдавии закономерно изменяется с юга республики на север, увеличиваясь от карбонатного и обыкновенного к выщелоченному и типичному, достигая максимальных значений в спитом. Подтип чернозема больше влияет на верхнюю границу пластичности (сипа влияния и несколько слабее (сила влияния 44$) на нимнюю. Наибольшее влияние на нижнюю границу пластичности черноземов оказывает гумус (Я=0,78). Ь лесных почвах пластичность отражает морфологическую выраженность генетических горизонтов, причем в серой лесной наблюдается большая профильная дифференциация, чем в бурой.

2. Составлена оценочная икала почв Молдавии по пластичности, которая позволяет объединить почвы региона в три группы.

3. По липкости черноземы, кроме спитого, относятся к сред-невяэким почвам, ь переувлажненном состоянии липкость солонца лугово-черноземного в 4-5 раз превышает липкость черноземов карбонатного, обыкновенного, типичного и выщелоченного и в 3 раза-ыаксимальную липкость слитого. Как для серых, так и для бурых лесных почв отмечается четкая дифференциация генетических горизонтов по липкости. Начальная влажность прилипания исследованных черноземов, кроме слитого, совпадает или очень близка к нижней границе пластичности. В пахотных и подпахотных горизонтах черноземов, кроме слитого, выявлена сильная корреляционная зависимость липкости от влажности (р=0,80), которая выражается уравнением параболы.

4. Разработанная оценочная шкала почв Молдавии по липкости при влажности близкой к НВ показала, что черноземы карбонатный, обыкновенный, типичный, выщелоченный, серая лесная почва относятся к группе почв с низким уровнем признака (1,5-3 г/см^).

5. Почвы Молдавии характеризуются неодинаковыми параметрами набухания И усадки. Невысокое содержание гумуса, сравнительно равномерное рзспределенжз гранулометрических фракций по профилю, близкий минералогический состав черноземов, их генезис привели к

небольшим колебаниям иабухаемости и усадки. Выявлено, что черноземы, кроме слитого, обладают невысокой способность» разуп -лотнения под влиянием природных факторов. Установлено, что в изменении степени и влажности набухания, линейной и объемной усадки исследованных почв более активная роль принадлежит илистой фракции (11*0,74-0,93).

6. Составлена оценочная шкапа набухания и усадки почв Молдавии. Неблагоприятные агрофизические свойства слитого чернозема и солонца лугово-черноземного в большой степени связаны с высокими и очень высокими уровнями признака набухания и усадки, унаследованные от материнских пород.

7. выявлено, что твердость почв довольно динамичный физико-механический параметр и изменяется в широких пределах: от

несколько кг/см*" до 63 кг/см*" и более в зависимости от вяажнос-

соста&а-> г<?«¡?тчческого ти, грануяометрическогб>торизонта, возделываемой культуры. При

близкой влажности твердость генетических горизонтов увеличивается от типичного и выщелоченного черноземов к обыкновенному и карбонатному, достигая максимальных значений в серой лесной почве, слитом черноземе и солонце дугово-черноэемном. Наращивание кукурузы при действующей интенсивной технологии сильно уплотняет пахотные и подпахотные горизонты выщелоченного чернозема, даже при влажности близкой к оптимальной для обработки (20-25$). За осенне-зимне-весенний период чернозем выщелоченный способен разуплотняться в слое 0-25 см,

8. Черноземы выщелоченные и' серые лесные почвы обладают благоприятными свойствами для развития корневых систем растений, но в небольшой степени способны противостоять деформативным воздействиям современной техники. Выявлены корреляционные зависимости сопротивления сдвигу, внутреннего трения и сцепления с вланностью выщелоченного чернозема и серой лесной почвы.

9. При планировании сроков обработки почвы можно основываться на изложенных в работе данных по нижней границе пластичности для отдельных типов и подтипов почв.

10. В целях предотвращения машинной деградации пахотных земель, следует проводить обработку при влажности близкой к нижней границе пластичности, а в начальных фаза* растений, когда плотность сложения не превышает 1 г/см3, мгновенная нагрузка не должна превышать 100 ¡Ла.

11. При крупномасштабном картографировании почв и обосновании проектов землеустройства рекомендуется использовать разработанные нами оценочные шкалы почв по пластичности, липкости, показателям набухания и усадки. При картировании почв можно использовать показатель твердости при влажности близкой в иЗ для прогнозирования наличия слитых почв и солонцов.

12. Результаты полученных экспериментальных данных и обобщенные физико-механические характеристики почв Южно-Европейской части СССР рекомендуются использовать в учебном процессе при чтении курса лекций общего почвоведения и агрофизики почв.

СПИСОК РАБОТ, оодаикошшх ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Физико-механические свойства черноземов Молдавии //Тезисы докп.науч.конф. "Черноземы Молдавии и их рациональное использование". - Кишинев, 1983. - С.76.

2. Физико-механические свойства почв Молдавии //Тезисы докладов 7-го делегатского съезда ¿Ш.Ч.1. - Ташкент, 1985. -С.78 (Б соавторстве).

3. Динамика некоторых физико-механических свойств чернозема выщелоченного и серой лесной почвы //Тезисы докп.науч.конф.

' "Роль молодых ученых и специалистов во внедрении научно-технических достижений в сельскохозяйственное производство". -Кишинев, 1985, - СЛ23.

4. Физико-механические свойства черноземов юга Молдавии //Тезисы докл.науч.конф. "Мояодежь-наука-производство". -Кишинев: Жтиинца, 1986. -С.101.

5. Физико-механические свойства почв //Сельское хозяйство Молдавии. - 1986. - » 9 - С.22-23.

6. Пластичность и липкость черноземов Молдавии: Сб»науч. тр.КСХИ //Плодородие почв и пути его воспроизводства. -Кишинев, 1987. - С.51-59.

7. Корреляционные зависимости моцау физико-механическими и другими свойствами почв Молдавии. //Тезисы докп.науч.конф. "Мелиорация и химизация земледелия Молдавии". 4,1. - Кишинев, I9ÜÜ. - C.B.

8. Набухание и усадка почв Молдавии: Сб.науч.тр.КСХИ //Плодородие почв в интенсивном земледелии, - Кишинев,1989.С.19-26

У. ffииИко-механические свойства почв Молдавии. //Тезисы докладов ЛИ Всесоюзного съезда почвоведов. Кн.1. -Новосибирск, iSbV. - С.126.